DE2454913B2

DE2454913B2 - PROCEDURE AND ARRANGEMENT FOR DRIVING A TUNNEL

Info

Publication number: DE2454913B2
Application number: DE19742454913
Authority: DE
Inventors: Reinhard Dipl.-Ing. 6050 Offenbach; Kuhnhenn Karl Dipl.-Ing. 7500 Karlsruhe; Babendererde Siegmund Dipl.-Ing. 6368 Bad Vilbel Bokemeyer
Original assignee: Hochtief AG für Hoch- und Tiefbauten vormals Gebr. Helfmann, 4300 Essen
Priority date: 1974-11-20
Filing date: 1974-11-20
Publication date: 1976-11-25
Also published as: DE2454913A1; DE2454913C3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Vortrieb eines Tunnels mit Hilfe der Spritzbetonbauweise, The invention relates to a method for driving a tunnel with the help of shotcrete construction,

wobei ein Tunnelabschlag ausgebrochen und auf die Wandungen (Tunnelumfang und ggfs. Ortsbrust) des ausgebrochenen Tunnelabschlages eine Spritzbetonversiegelungsschicht aufgebracht wird, wobei ferner an die Spritzbetonversiegelungi;-schicht ein tragender Ausbau, ggfs. unter Verwendung der Spritzbeton Versiegelungsschicht als Außenbetonmantel, angeschlossen wird.
Die Erfindung bezieht sich fernerhin auf eine Anordnung zur Durchführung eines solchen Verfahrens. — Tunnel meint im Rahmen der Erfindung auch Untertageräume, die bergmännisch als Strecken bezeichnet werden, aber auch Stollen u. dgl. Der tragende Ausbau kann ein Ortbetonausbau oder eim Ausbau aus vorgefertigten Ausbauelementen sein, und zwar in Form eines Sicherheitsausbaus oder in Form eines Ausbaus, der darüber hinausgehende Funktionen erfüllt Der Vortrieb des Tunnels kann als Bohrvortrieb, Fräsvortrieb od. dgl. erfolgen. Tunnelabschlag endlich bezeichnet einen Vortriebsabschnitt, der zunächst ausgebrochen wird, ehe eine Spritzbetonversiegelungsschicht aufgebracht wird. Im allgemeinen wird von Tunnelabschlag zu Tunnelabschlag, neben Ortbetonausbau ein vorgefertigter Ausbaubogen angebrachtA tunnel cut is excavated and a shotcrete sealing layer is applied to the walls (tunnel circumference and, if applicable, face) of the excavated tunnel cutting, and a load-bearing expansion is connected to the shotcrete sealing layer, if necessary using the shotcrete sealing layer as an outer concrete jacket.
The invention also relates to an arrangement for carrying out such a method. - In the context of the invention, tunnel also means underground spaces, which are referred to as routes in mining terms, but also tunnels and the like. which fulfills additional functions. The tunnel can be driven by drilling, milling or the like. Finally, a tunnel cut describes a heading section that is first excavated before a shotcrete sealing layer is applied. In general, in addition to in-situ concrete lining, a prefabricated lining arch is attached from tunnel to tunnel

Das gattungsgemäße Verfahren ist bekanntlich (vgl. DT-AS 10 64 006) für lockeres, rolliges Gestein sowie quellfähige Oberflächenschichten bestimmt. Die Spritzbetonversiegelungsschicht dient dazu, in solchen Gesteinen frisch aufgebrochene Tunnelabschläge zeitlich begrenzt standfest zu machen, und zwar zumindest für einen Zeitraum, der ausreicht, den tragenden Ausbau einzubauen. Das hat sich an sich bewährt, ist jedoch dann nicht anwendbar, wenn der Tunnelvortrieb in so gebrächem oder morschem Gestein und in so wenig kohäsionsfähigem Material vorgenommen werden muß, daß die Standfestigkeit nicht einmal ausreicht, die Spritzbetopversiegelungsschicht einzubringen. Sind die Gebirgsverhältnisse so schlecht, daß sehr bald nach dem Vortreiben eines Tunnelabschlages das Gebirge nachfällt oder ausreichend große Flächen gar nicht erst freigelegt werden können, so wird bisher ein Verzug aus Stahldielen voreilend eingetrieben oder spätestens mit dem Ausbruch eingebaut. Das ist aufwendig und reduziert beträchtlich die Vortriebsgeschwindigkeit. Darüber hinaus werden die einzusetzenden Spritzbetonmengen größer und die Rückprallverluste höher. Auch sind die Material- und die Einbaukosten der Stahldielen erheblich. Erwartet man bei einem Vortrieb größere Streckenbereiche mit Gebirgsverhältnissen, die in der beschriebenen Weise einen vorauseilenden bzw. sofortigen Verzug erfordern, so ist aus wirtschaftlichen Gründen die beschriebene Spritzbetonbauweise nicht mehr einsetzbar und müssen andere Bauweisen, wie beispielsweise Messervortrieb, Schildvortrieb oder Kölner Bauweise, durchgeführt werden.The generic method is known (see. DT-AS 10 64 006) for loose, rough rock as well swellable surface layers determined. The shotcrete sealing layer serves to make freshly broken tunnels in such rocks stable for a limited period of time, at least for a period of time that is sufficient to install the load-bearing expansion. That has proven itself in itself, but it is then inapplicable when tunneling in such broken or rotten rock and in so little Cohesive material must be made that the stability is not even sufficient Apply a shotcrete sealing layer. Are the mountain conditions so bad that very soon after Driving a tunnel cut the mountains fall behind or not even sufficiently large areas can be exposed, so far a delay from steel planks is driven in advance or at the latest with built into the outbreak. This is complex and considerably reduces the rate of advance. In addition, the amount of shotcrete to be used increases and the rebound losses increase. The material and installation costs of the steel planks are also considerable. One expects a tunnel larger route areas with mountainous conditions, which in the described way lead to a leading resp. require immediate delay, the shotcrete construction method described is not suitable for economic reasons more applicable and need other construction methods, such as knife advance, shield advance or Cologne construction method.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Verfahren so weiter auszubilden, daß es auch dort eingesetzt werden kann, wo die Standfestigkeit des Gebirges an sich nicht mehr ausreicht, um die Spritzbetonbauweise zu verwirklichen.The invention is based on the object of developing the generic method so that it can also be used where the stability of the mountains is no longer per se sufficient to realize the shotcrete construction.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vortrieb eines Tunnels mit Hilfe der Spritzbetonbauweise, — wobei ein Tunnelabschlag ausgebrochen und auf die Wandungen des ausgebrochenen Tunnelabschlages eine Spritzbetonversiegelungsschicht aufgebracht wird, wobei ferner an die Spritzbetonversiegelungsschicht ein tragender Ausbau, gegebenenfalls unter Verwendung der Spritzbetonversiegelungsschicht als Außenbetonmantel, angeschlossen wird. Die Erfindung besteht darin, daß in die Spritzbetonversiegelungsschicht eines ersten Tunnelabschlages (über den Tunnelumfang verteilt) zur Tunnelachse parallele Messerfutterale eingebettet werden, die in den Messerfutteralen verschiebbare Verzugmesser aufweisen und über den ortsbrustseitigen Rand der Spritzbetonversiegelungsschicht vorstehen, und daß die Verzugmesser beim Ausbrechen eines weiteren Tunnelabschlages — oder zuvor — ebenfalls vorgeführt werden, um in der Ortsbrust und/oder mittels Stützen abgestützt zu werden und zwischen Ortsbrust und tragendem AusbauThe invention relates to a method for driving a tunnel with the help of shotcrete construction, whereby a tunnel tee has broken out and one on the walls of the broken tunnel tee Shotcrete sealing layer is applied, furthermore to the shotcrete sealing layer load-bearing expansion, if necessary using the shotcrete sealing layer as the outer concrete jacket, is connected. The invention consists in that in the shotcrete sealing layer one first tunnel cut (distributed over the circumference of the tunnel) knife cases parallel to the tunnel axis are embedded, which have displaceable warping knives in the knife holders and over the the front edge of the shotcrete sealing layer protrude, and that the warping knife at Breaking out of another tunnel tee - or before - can also be demonstrated to be in the To be supported by the face and / or by means of supports and between the face and the supporting structure

als Unterstützung zu dienen, und daß endlich auf die Verzugmesser in dem neu ausgebrochenen Tunnelabschlag weitere Messerfutterale aufgesetzt und diese in die danach aufgebrachte Spritzbetonversiegelungsschicht wieder eingebettet werden, — und so weiter fort über mehrere Tunnelabschläge.to serve as support, and that finally further knife cases are placed on the warping knife in the newly excavated tunnel cut-off and these in the subsequently applied shotcrete sealing layer can be embedded again, - and so on over several tunnels.

Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfitdung werden an den Messerfutteralen Bewehrungen, z. B. in Form von Dsustahlmatten, befestigt und werden diese dann in die Spritzbetonversiegelungsschicht eingebettet Die Messerfutterale werden nach dem Vorziehen ihrer Verzugmesr.er zweckmäßigerweise mit Beton ausgefüllt. Das geschieht im Wege der Injektion.According to a preferred embodiment of the earth are on the knife cases reinforcements, z. B. in the form of Dsustahlmatten, attached and these then embedded in the shotcrete sealing layer Your Verzugmesr.er expediently filled with concrete. This is done by injection.

Gegenstand der Erfindung ist auch eine Anordnung zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens. Diese Anordnung ist gekennzeichnet durch Messerfutterale in Form von U-Schienen oder in Form von I-Schienen und durch darin verschiebbare Verzugmesser. Nach bevor zugter Ausführungsform der Erfindung besitzen die Messerfutterale Einrichtungen zum Anschluß von Bewehrungen, insbesondere von Baustahlmatten. The invention also relates to an arrangement for carrying out the method described. This arrangement is characterized by knife cases in the form of U-rails or in the form of I- rails and by moving knives in them. After before ferred embodiment of the invention, the knife cases have facilities for connecting reinforcements, in particular welded wire mesh.

Die erreichten Vorteile sind darin zu sehen, daß nach der Lehre der Erfindung die sogenannte Spritzbetonbauweise, die in ihrem Grundsatz einleitend beschrieben worden ist. auch dort eingesetzt werden kann, wo das Gebirge so gebräch und morsch ist, oder wo das Material so wenig Kohäsion aufweist, daß die Standfestigkeit an sich nicht ausreicht, um die Spritzbetonversiegelungsschicht aufzubringen und die zeitlich begrenzte Standfestigkeit zu erzeugen, die erforderlich ist, um danach den tragenden Ausbau einzubringen. Dabei läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren an unterschiedliche Gebirgsverhältnisse ohne Schwierigkeiten anpassen, weil die Anzahl der über den Tunnelumfang einzusetzenden Messerfuttera-Ie und Verzugmesser ohne Schwierigkeiten entsprechend variiert werden kann.The advantages achieved can be seen in the fact that after the teaching of the invention, the so-called shotcrete method, which is described in its principle in the introduction has been. can also be used where the mountains are so weak and rotten, or where that Material has so little cohesion that the stability is not sufficient to the Apply shotcrete sealing layer and generate the temporary stability that is necessary to then bring in the load-bearing expansion. The inventive The method to adapt to different mountain conditions without difficulty, because the number of Messerfuttera-Ie and warping knives to be used over the circumference of the tunnel accordingly without difficulty can be varied.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigen in schematischer DarstellungIn the following the invention is illustrated by means of a drawing which shows only one exemplary embodiment explained in more detail. It show in a schematic representation

F i g. 1 einen Längsschnitt durch einen Tunnelabschnitt, der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgetrieben wird,F i g. 1 shows a longitudinal section through a tunnel section which, according to the method according to the invention is driven forward,

Fig. 2 einen Schnitt in Richtung A-A durch den Gegenstand nach Fig. 1.FIG. 2 shows a section in the direction AA through the object according to FIG. 1.

Die Figuren zeigen einen Tunnelabschnitt der rechts bereits mit tragendem Ausbau la, 16 versehen ist und links einen frisch ausgebrochenen Tunnelabschlag 2 aufweist. Der Vortrieb geschieht in der sogenannten Spritzbetonweise. Es wird also zunächst ein Tunnelabschlag 2, wie dargestellt ausgebrochen, und auf die Wandungen des ausgebrochenen Tunnelabschlages wird eine Spritzbetonversiegelungsschicht 3 aufgebracht. Diese ist links in F i g. 1 angedeutet und auch in F i g. 2 erkennbar. Dort sieht man fernerhin, daß an die Spritzbetonversiegelungsschicht 3 der tragende Ausbau la, 16 angeschlossen ist, wobei es sich im Ausführungsbeispiel um einen tragenden Ausbau aus Ausbaubögen la und Ortbetonschicht \b handelt Diese kann mit einer Bewehrung 4 versehen sein. Letzteres gilt auch für die Spritzbetonversiegelungsschicht The figures show a tunnel section which is already provided with a load-bearing extension 1 a, 16 on the right and a freshly excavated tunnel section 2 on the left. The drive is carried out using the so-called shotcrete method. A tunnel cut 2 is therefore first excavated, as shown, and a shotcrete sealing layer 3 is applied to the walls of the excavated tunnel cut. This is on the left in FIG. 1 indicated and also in F i g. 2 recognizable. There you can also see that the load-bearing expansion la, 16 is connected to the shotcrete sealing layer 3, which in the exemplary embodiment is a load-bearing expansion made up of expansion arches la and in-situ concrete layer \ b . The latter also applies to the shotcrete sealing layer

Man erkennt aus einer vergleichenden Betrachtung der Figuren, daß in die Spritzbetonversiegelungsschicht 3 des dargestellten Tunnelabschlages 2, über den Tunnelumfang verteilt, zur Tunnelachse paralle Messerfutterale 5 eingebettet worden sind. Die MesserfutteraleIt can be seen from a comparative consideration of the figures that in the shotcrete sealing layer 3 of the tunnel cut 2 shown, distributed over the tunnel circumference, knife holders 5 parallel to the tunnel axis have been embedded. The knife cases

5 weisen verschiebbare Verzugmesser 6 auf. Sie stehen außerdem über den ortsbrustseitigen Rand der schon eingebrachten Spritzbeton versiegeln lgbschicht 3 und gegebenenfalls über den ortsbrustseitigen Rand des tragenden Ausbaus la, Ii) so vor, daß die Verzugmesser5 have displaceable drafting knives 6. They also stand over the edge of the already The sprayed concrete that has been poured in is sealed by lgbschicht 3 and optionally over the face-side edge of the supporting structure la, Ii) so that the drafting knife

6 ohne weiteres vorgeführt werden können. Tatsächlich werden die Verzugmesser 6 beim Ausbrechen des weiteren Tunnelabschlages oder zuvor vorgeführt, wie es in der F i g. 1 bezüglich des oberen Verzugmessers 6 angedeutet worden ist, während die nach unten hin angeschlossenen Verzugmesser 6 noch nachgeführt werden müssen. Die Verzugmesser 6 sind im Ausführungsbeispiel in der Ortsbrust bei 7 abgestützt und funktionieren folglich zwischen Ortsbrust 7 und tragendem Ausbau la, \b als Unterstützung des Gebirges. Zusätzliche Stützen 8 können die Verzugmesser unterstützen. Auf die Verzugmesser 6 wird dann wiederum in den frisch ausgebrochenen, in F i g. 1 links dargestellten Tunnelabschlag 2 jeweils ein weiteres Messerfutteral 5 aufgesetzt und sobald diese aufgebracht sind, wird zunächst die Spritzbetonversiegelungsschicht 3 in F1 g. 1 nach links bis zur Ortsbrust 7 vorgezogen, so daß die Messerfutterale 5 w-ederum in dieser Spritzbetonversiegelungsschicht eingebettet sind. Danach wird der tragende Ausbau la. lö eingebracht und wie beschrieben weiter verfahren. Man kann an den Messerfutteralen 5 die Bewehrung 4 in Form von Baustahlmatten od. dgl. befestigen und diese in die Spritzbetonversiegelungsschicht 3 einbetten oder so anordnen, daß sie die Spntzbetonversicgelungsschicht 3 gleichsam abschließt, während andererseits ein tragender Ausbau angeschlossen wird. Die Messerfutterale 5 werden zweckmäßigerweise nach dem Vorziehen der Verzugmesser 6 im Wege der Injektion mit Beton ausgefüllt. 6 can be demonstrated without further ado. In fact , the draft knives 6 are presented when breaking out the further tunnel cut or before, as shown in FIG. 1 has been indicated with respect to the upper draft knife 6, while the draft knife 6 connected at the bottom still have to be tracked. In the exemplary embodiment, the draft knives 6 are supported in the face at 7 and consequently function between the face 7 and the supporting structure la, \ b to support the rock. Additional supports 8 can support the draft knife. On the draft knife 6 is then again in the freshly broken out, in F i g. 1 tunnel cut 2 shown on the left put a further knife sheath 5 and as soon as these are applied, the shotcrete sealing layer 3 in F1 g. 1 pulled forward to the left as far as the face 7, so that the knife cases 5 are embedded in this shotcrete sealing layer. Then the load-bearing expansion la. Lö introduced and proceed as described. You can fasten the reinforcement 4 in the form of welded wire mesh or the like to the knife cases 5 and embed them in the shotcrete sealing layer 3 or arrange them in such a way that they close off the Spntzbetonversicgelungsschicht 3, while on the other hand a load-bearing expansion is connected. The knife cases 5 are expediently filled with concrete by means of injection after the drafting knife 6 has been pulled forward.

Eine vergleichende Betrachtung der Fig. 1 und ? macht außerdem deutlich, daß eine erfindungsgemäße Anordnung aus den Messerfutteralen 5 in Form von U-Schienen oder I-Schienen besteht, in denen die Verzugmesser 6 geführt sind. Die Messerfutterale 5 können mit nicht dargestellten Einrichtungen zur Befestigung der Bewehrung 4 versehen soin.A comparative consideration of FIGS. 1 and ? also makes it clear that an arrangement according to the invention consists of the knife cases 5 in the form of U-rails or I-rails in which the drafting knives 6 are guided. The knife cases 5 can thus be provided with devices, not shown, for fastening the reinforcement 4.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. A method for driving a tunnel with the help of the shotcrete construction method, whereby a tunnel cut is excavated and a shotcrete sealing layer is applied to the walls of the excavated tunnel segment, whereby a load-bearing expansion is connected to the shotcrete sealing layer, if necessary using the shotcrete sealing layer as an outer concrete jacket, thereby characterized in that in the shotcrete sealing layer (3) of a first tunnel cut (2), distributed over the tunnel circumference, knife cases (5) parallel to the axis of the tunnel are embedded, which in the knife cases (5) have displaceable warping knives (6) and over the face-side edge of the The shotcrete sealing layer (3) protrudes so that the warping knives (6) are also presented when a new tunnel cut is broken out - or before - in order to be supported in the face (7) and / or by means of supports (8) and between the face (7 ) and supporting end bau (la, Ib) to act as a support, and that finally further knife cases (5) are placed on the draft knife (6) in the newly excavated tunnel cut-off (2) and these are embedded again in the subsequently applied shotcrete sealing layer (3), and so on over several discounts.

2. The method according to claim 1, characterized in that that on the knife cases (5) a reinforcement (4), for. B. in the form of a welded wire mesh, attached and this is embedded in the shotcrete sealing layer (3).

3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that the knife cases (5) after pulling forward the draft knife (6) are filled with concrete by way of injection.

4. Arrangement for performing the method according to claims 1 to 3, characterized by Knife cases (5) in the form of U-rails or U-rails and through in the U-rails or I-rails displaceably guided draft knives (6)

5. Arrangement according to claim 4, characterized in that the knife cases (5) devices for connecting reinforcements (4), e.g. B. in the form of welded wire mesh.

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